januari 1978 Ir. S. Tainminga Rapport no. 122
Inleiding:
Van het in 1965 door de Agricultural Research Council in Londen uitgegeven boek "The nutrient requirements of farm livestock, no. 2 Ruminants", wordt gewerkt aan een
nieuwe, grondig herziene editie, welke naar alle waarschijn-lijkheid in de loop van 1978 zal verschijnen. De belangrijk-ste herziening hierin is de introduktie van het nieuwe in
Groot-Brittanniê ontwikkelde eiwitwaarderingssysteem voor herkauwers, wat recentelijk gepresenteerd werd tijdens het
2nd International Symposium on Protein Metabolism and Nutrition op de Flevohof (2-6 mei 1977). Daarnaast zal het
energie-waarder ingssysteem voor herkauwers (gebaseerd op Omzetbare Energie) op een aantal punten worden aangepast. Het nieuwe eiwitwaarderingssysteem is voor een belangrijk deel geba-seerd op onderzoekuitkomsten, verkregen in proeven waarbij gebruik is gemaakt van proefdieren met fistels in diverse plaatsen in het verteringskanaal, meermalen in combinatie met het gebruik van radio-isotopen. Omdat op het terrein van het onderzoek met langs operatieve weg aangepaste proef-dieren de laatste 10 jaar in diverse onderzoekcentra, zowel binnen als buiten Groot-Brittannië ervaringen zijn opgedaan,
leek het de ARC raadzaam een zgn. "workshop" te organiseren, waarop de waarde van de met deze technieken verkregen on-derzoekuitkomsten, konden worden geëvalueerd. Dank zij fi-nanciële steun van de EEG in Brussel was het mogelijk, naast onderzoekers uit Groot-Brittannië ook een beperkt aantal deelnemers van het vasteland van Europa uit te nodigen, waar-onder de auteur van dit rapport.
De bijeenkomst werd gehouden in het Grassland Research Institute te Hurley, op 4 en 5 januari 1978 en werd bijge-woond door ca. 45 onderzoekers, waaronder 4 van buiten het Verenigd Koninkrijk. De eerste dag stond vooral in het teken van technieken om de vertering en de eindprodukten daarvan te meten, terwijl op de tweede dag vooral aandacht werd
be-steed aan de benutting van de eindproducten van de vertering, aan de vraag hoe de resultaten van dit soort onderzoekingen moeten worden verwerkt in de waarderingssystemen voor energie en eiwit en waar nog knelpunten liggen.
In dit verslag zal vooral aandacht worden geschonken aan de discussies n.a.v. de in totaal 14 gepresenteerde le-zingen. Summaries van genoemde lezingen zijn ter inzage be-schikbaar bij de auteur van dit verslag. Een volledig ver-slag van de lezingen met discussies zal t.z.t. gepubliceerd worden door de ARC.
Technieken voor_het_bestuderen_van_het_verterin2sgroces in_herkauwers
Allereerst werd aandacht geschonken aan het effect van het aanbrengen van fistels op het dier, enerzijds wat betreft , opname en vertering, anderzijds wat betreft intermediaire
stofwisseling. Met name bij melkkoeien blijkt het percentage geslaagde operaties te wensen over te laten, getuige mede-delingen van de onderzoekgroepen uit Shinfield (NIRD), Newcastle upon Tyne en eigen ervaringen. Hoewel op dit
ter-rein statistisch verantwoorde vergelijkingen niet of nauwelijks zijn uitgevoerd, komt uit de beperkte hoeveelheid gegevens een tendens naar voren dat de maximale ad libitum opnamecapaciteit van met re-entrant fistels uitgeruste dieren 10 - 15% lager
is dan van normale dieren. Hoewel geen duidelijke verschillen' in verteringscapaciteit zijn aangetoond, blijkt de variatie in verteerbaarheidsuitkomsten van gefistuleerde dieren aan-merkelijk hoger dan bij normale dieren. Over verschillen in verwerking van uit het verteringskanaal geabsorbeerde en in het bloed opgenomen nutriënten tussen van darmfistels voor-ziene en normale proefdieren zijn bijzonder weinig gegevens beschikbaar. Uit een vergelijking van de verwerking van
ge-absorbeerd eiwit tot melkeiwit in gefistuleerde en normale koeien (Oldham, Shinfield) werd de indruk gewekt dat deze verwerking bij normale dieren efficiënter is. Opgemerkt moet
echter worden dat deze efficiëntie bij gefistuleerde dieren was berekend aan de hand van vaak zeer summiere en ten dele geschatte gegevens, terwijl het eiwitaanbod in de dunne darm van normale koeien was geschat aan de hand van uitkomsten met gefistuleerde dieren, voor een belangrijk deel schapen.
Om de bovengenoemde moeilijkheden het hoofd te bieden dacht de onderzoekgroep te Shinfield er over om T-fistels i.p.v. re-entrant fistels te gaan gebruiken. De hieraan klevende bezwaren in de zin van het moeten baseren van
flowmetingen op merkstoffen dacht men te kunnen omzeilen door gebruik te maken van 2 merkstoffen, nl.
Ruthenium-phenantroline voor de deeltjes fase en Cr-EDTA voor de vloei-stof fase van de darminhoud.
Een volgend probleem waaraan aandacht werd besteed was het vaak afwezig zijn van een steady-state toestand in de voor-magen, wanneer tweemaal daags wordt gevoerd. Dit veroorzaakt problemen, omdat sommige onderzoekingen (bv. het meten van de produktie van vluchtige vetzuren in de pens) niet goed mo-gelijk zijn zonder zoveel momo-gelijk een steady-state te cre-ëren in de vorm van het in meer keren per dag toedienen van
het voer. Verwacht werd dat dit verschil tussen de omstandig-heden waaronder in de praktijk wordt gewerkt en waaronder onderzoek wordt uitgevoerd in de toekomst kleiner zal worden door het introduceren van nieuwe voersystemen zoals het voeren van "complete diets", zowel in de vorm van wafels als met
behulp van de recentelijk geïntroduceerde mengwagens voor het mengen van ruwvoer en krachtvoer, beide in combinatie met
automatische voersystemen.
Gewezen werd op het feit dat veel onderzoek is uitgevoerd met dieren op of iets boven het opnameniveau voor onderhoud. Geconcludeerd werd dat er een groot tekort bestaat aan gegevens over de invloed van het voederopnameniveau op een aantal fac-toren, die van belang zijn voor de fermentatie in de voormagen, zoals eiwitafbraak, microbiële eiwitsynthese, plaats van ver-tering van rantsoenbestanddelen, enz.
De vele factoren die van invloed (kunnen) zijn op de synthese van microbieel eiwit veroorzaken een grote sprei-ding in de in de literatuur vermelde uitkomsten. Uit de
ten behoeve van het nieuwe in Groot-Brittanni'é ontwikkelde
eiwitwaarderingssysteem bijeengebrachte literatuurgegevens bleek de per 100 g in de voormagen schijnbaar gefermenteerde
organische stof gevormde hoeveelheid microbieel eiwit te va-riëren van 14 tot 60 gram- Omdat de hoeveelheid onafgebroken voereiwit meestal wordt bepaald als een afgeleide van de hoeveelheid microbieel eiwit, worden ook hiervoor grote
spreidingen gevonden. Miller (Cambridge) had berekend dat voor het met een 95% betrouwbaarheid te bepalen verschil van
5% in eiwitafbraak een proef met minimaal 12 dieren (schapen) nodig zou zijn. Gewezen werd op de dringende noodzaak om on-afgebroken voereiwit en microbieel eiwit onafhankelijk van elkaar te kunnen schatten.
Het meten van de produktie van vluchtige vetzuren in de pens m.b.v. zgn. isotope-dilution-techniques bleek bij melkkoeien, gevoerd met gemengde rantsoenen, d.w.z. bestaande uit ruw- en krachtvoer, en/of bij tweemaal daags voeren, grote afwijkingen te vertonen. Dit omdat noch bij tweemaal daags voeren, noch bij het voeren van gemengde rantsoenen een
steady-state toestand wordt gehandhaafd. In het laatste geval wordt het krachtvoer veel sneller gefermenteerd dan het ruwvoer, zodat ook daar de steady-state wordt verbroken. Een indirecte schatting gebaseerd op de onderlinge verhouding van de vluch-tige vetzuren, de hoeveelheid uit de voormagen verdwenen or-ganische stof en de hoeveelheid gevormd methaan lijkt voor het moment dan oók zeker niet minder perspectief te bieden. Knelpunten bij deze laatste methode kunnen zijn een verschil tussen de snelheid van produktie en de snelheid van absorptie van een vluchtig vetzuur, waardoor de verhouding geen juiste afspiegeling meer is van de verhouding waarin vluchtige vet-zuren uit organische stof worden gemaakt. Ook de produktie
van methaan in blinde en dikke darm kan een vertekend beeld veroorzaken. In het laatste geval zal ook het werken met een masker van weinig nut zijn, omdat 90% van de in blinde en dikke darm geproduceerde methaan via de longen het lichaam verlaat. De wenselijkheid werd benadrukt om, daar waar de geschikte faciliteiten aanwezig zijn, onderzoekingen met van re-entrant gefistuleerde herkauwers te combineren met respiratie onderzoek. Gezien de aanwezige faciliteiten, behoort het I.V.V.O. tot deze plaatsen, en sinds ca. een
half jaar wordt deze combinatie van onderzoektechnieken hier ook daadwerkelijk uitgevoerd..
Metingen bij op onderhoudsniveau gevoerde schapen over het metabolisme van de aminozuren nadat deze uit het lumen van de dunne darm waren geabsorbeerd, suggereerden dat er grote veranderingen optraden, met name in de darmwand en in de lever. Uit de gepresenteerde uitkomsten (prof. E.N. Bergman, Cornell University, U.S.A.) viel af te leiden dat niet meer dan ca. 50% van de geabsorbeerde aminozuren onver-anderd de lever passeerden. Voor essentiële aminozuren leken de percentages wat hoger te zijn.
De benutting van geabsorbeerde aminozuren voor de synthese van melkeiwit werd geschat plaats te vinden met een efficiency variërend van 60-80% (Oldham, Shinfield). Hoewel hiervoor
geen duidelijke onderzoekuitkomsten aanwezig zijn, werd gesug-gereerd (Buttery, Nottingham) dat threonine mogelijk een der • limiterende aminozuren voor melkproduktie is, omdat dit ami-nozuur ook voor gluconeogenese gebruikt zou worden.
Hoewel het belang van technieken m.b.v. radio-isotopen (isotope-dilution-techniques) werd benadrukt, werd ook ge-wezen op de beperkingen van het afbakenen van een aantal
"pools" in het dier, omdat over de juiste begrenzingen van deze pools en hun invloeden op elkaar nog veel onzekerheden bestaan.
bij herkauwers hebben uitgewezen dat de relatie tussen q (ME/DE) en kf (de efficiëntie waarmee ME wordt benut voor groei en vetaanzet) verschillende waarden aanneemt voor ver-schillende klassen van voedermiddelen. De formules waardoor voor de verschillende klassen van voedermiddelen de relatie tussen q en kf wordt weergegeven, zijn gebaseerd op een be-perkt aantal proeven, waardoor de nauwkeurigheid van de voorspelling van k.e te wensen overlaat. Het toepassen van deze nieuwe formules leidde er toe dat bij eenzelfde q
(0,50) voor voorjaarsgras, najaarsgras en gemengde rantsoenen met krachtvoer kf waarden worden berekend van resp. 0,342,
0,273 en 0,472.
Pogingen om een bevredigende verklaring te vinden voor het fenomeen van verschillende kf waarden voor verschillende
soorten of groepen van rantsoenen hadden tot nu toe weinig succes gehad. Wel was komen vast te staan dat een verklaring niet gezocht moet worden in de richting van verschillende vluchtige vetzuur verhoudingen in de pens. Het kunstmatig voeden van dieren door het geven van een infuus van vluchtige vetzuren in variërende verhoudingen in de pens en een infuus van caseïne in de lebmaag (0rskov, Rowett Research Institute) leverde een vrijwel konstante kf waarde op, ongeacht de ver-houding waarin de vluchtige vetzuren in de pens werden
ge-infuseerd. Voor een verklaring van de variërende kf werd nu gedacht in de richting van een verschil in plaats van vertering, met eventueel de absorptie van niet meer verwaarloosbaar kleine hoeveelheden zetmeel en/of glucose uit de dunne darm.
In de praktijk leidde het hanteren van een verschillende k.p voor verschillende klassen van voedermiddelen tot moeilijk-heden. Het toevoegen van bv. 20% krachtvoer aan een rantsoen van najaarsgras, waardoor dit een gemengd rantsoen zou worden, zou bij een gelijkblijvende q (van 0, 50) , de kf van dat
rant-soen met 7 5% verhogen (Greenhalgh, Rowett Research Institute), Volgens sommigen (o.a. Thomson, Grassland Research Institute) zou de introduktie van dit soort verschillen, zonder dat
daarvoor een fysiologisch bevredigende verklaring was, wel eens het begin van het einde van het ARC Metabolisable Energy
systeem voor herkauwers kunnen betekenen.
Een van de problemen met het nieuw ontworpen eiwitwaar-deringssysteem voor herkauwers was dat het nog geen officiële naam had. Een voorkeur bestond om het min of meer analoog aan het Metabolisable Energy systeem maar Metabolisable Protein
systeem te noemen, maar dit was niet (meer) mogelijk, omdat het weliswaar verwante, maar niet geheel identieke in de U.S.A. ontworpen eiwitwaarderingssysteem voor herkauwers (Burroughs e.a.) deze naam al draagt.
De beste benadering van de eiwitvoorziening van een her-kauwer lijkt de dagelijkse flow van eiwit of aminozuren door de dunne darm, zo nodig gecorrigeerd voor endogeen eiwit. Deze schatting kan zijn de som van onafgebroken voereiwit en microbiëel eiwit, maar het is ook mogelijk om deze te schatten uit een relatie met een rantsoencomponent. Vooral de opgeno-men schijnbaar verteerde organische stof lijkt een goede maat voor de eiwitvoorziening. Over de suggestie om de eiwitvoor-ziening van een herkauwer te schatten door de eiwitflow in de dunne darm te relateren aan de opgenomen vos in plaats van als de som van onafgebroken voereiwit en microbiëel eiwit waren de meningen verdeeld. Men vroeg zich o.m. af of de 'ge-vonden relatie wel algemene geldigheid had en of men niet
verschillende regressielijnen zou moeten berekenen voor ver-schillende soorten rantsoenen of groepen voedermiddelen.
Gewezen werd op de onderlinge relatie tussen eiwit- en
energiestofwisseling en voorgesteld werd om hier in de toekomst een soortgelijke bijeenkomst aan te wijden.
Een onderwerp wat sterk belangstelling trok was het con-strueren van een (computer-) model van de pens (Beever, Hurley). Door sommigen werd aan dit soort modellen in de toekomst een
grote (voorspellende) waarde toegekend, anderen zagen de waarde ervan meer in de richting van het opsporen van leemtes in onze
kennis van bepaalde stukken van de fysiologie van de voor-magen van herkauwers. Dat het construeren van een dergelijk model soms tot zeer gecompliceerde (m.b.v. multiple regressie berekende) relaties als onderdeel van het model, leidt, werd niet als een bezwaar gezien, ook niet door vertegenwoordigers van de voorlichting. In het onderhavige model was de verdun-ningssnelheid van de pensvloeistof verwerkt en deze was ge-relateerd aan een aantal rantsoenkenmerken. De uiteindelijk berekende formule bevatte niet minder dan 7
regressiecoëf-ficiënten, waarvan een tweetal kwadratisch. Ondanks de gecom-pliceerdheid van de regressievergelijking kon nog slechts
56% van de totale variatie door de regressie verklaard worden. Uit het opgestelde model van de pensfermentatie bleek overi-gens wel dat er nog vele terreinen zijn waarover onze kennis te wensen overlaat. De toegepaste onderzoektechnieken zijn vaak verre van eenvoudig en komen vaak pas tot stand na een aantal "miskleunen". Het werd betreurd dat deze laatste er-varingen vaak.niet verder komen dan onderin een bureaula van een onderzoeker.
nieken
Aan het Grassland Research Institute wordt op "uitgebreide schaal verteringsonderzoek verricht, zowel in vitro als in vivo (De door Tilly & Terry ontwikkelde in vitro techniek is afkomstig van het G.R.I.) . In vivo werd o.m. gewerkt met re-entrant gefistuleerde dieren, waarbij voor het meten van de darmpassage volautomatische apparatuur was ontwilckeld. Ondanks dat de apparatuur 's nachts zonder toezicht kon
doordraaien, beperkte men de meetperioden nog steeds tot 24 uur. Ook voor het nemen van pensmonsters was volautoma-tische apparatuur aanwezig. Van alle in het kader van ver-teringsonderzoek met herkauwers gebruikte apparatuur en technieken was een gebundelde beschrijving beschikbaar, welke bij de auteur van dit verslag voor belangstellenden ter inzage ligt.
Op de tweede dag van het Seminar was een demonstratie van de in Hurley gebruikte technieken ingelast. Opvallend was de in vergelijking met "Hoorn" beperkte ruimte rond de dieren. Een van de redenen hiervoor was dat in Groot-Brittannië voor ieder fisteldier/ naast een kooi, ook een box waarin het dier vrij kan rondlopen aanwezig moet zijn. Wanneer hiervoor ruimte moet worden gevonden in bestaande gebouwen, gaat dit vaak in eerste instantie ten koste van de ruimte rondom de dieren.
